蒙脫土-聚合物納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、蒙脫土是一類典型的層狀硅酸鹽礦物，因其具有陽離子交換性、吸水性、分散性等而被廣泛應(yīng)用。但是蒙脫土的表面極性較大，與聚合物的相容性很差，需要對其進(jìn)行改性才能夠更好分散到聚合物基體中。本文制備了新型有機蒙脫土，并對其在聚丙烯(PP)中的應(yīng)用做了探討，另外，由于鈉基蒙脫土(MMT-Na)在水中具有良好分散性，考察了鈉基蒙脫土在水性聚氨酯(WPU)乳液中的應(yīng)用。研究了蒙脫土的用量對聚合物基納米復(fù)合材料的組成、結(jié)構(gòu)及其性能的影響。
　　

2、本文第二章對鈉基蒙脫土進(jìn)行了四步改性得到新型有機蒙脫土(MMT-O)，首先以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對鈉基蒙脫土進(jìn)行離子交換得到有機蒙脫土MMT-C;在此基礎(chǔ)上，以二乙醇胺開環(huán)的環(huán)氧樹脂(E44)對蒙脫土MMT-C進(jìn)行研磨插層得到羥基蒙脫土(MMT-E);之后使用異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)與羥基蒙脫土插層反應(yīng)，合成了端-NCO封端有機蒙脫土(MMT-I);最后采用十八胺(ODI)對MMT-I進(jìn)行插層反應(yīng)，合成了長鏈烷基封端的

3、新型有機蒙脫土(MMT-O)。通過FTIR、XRD、TG、BET、TEM對有機蒙脫土進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果顯示，插層劑已插入到蒙脫土間，新型有機蒙脫土層間距由原土1.28nm擴大到4.11nm。
　　 本文第三章采用熔融插層方法在雙螺旋桿擠出機中制得PP/MMT-O納米復(fù)合材料，通過改變蒙脫土MMT-O加入量制得一系列納米復(fù)合材料。通過SEM、TEM可以看出，蒙脫土MMT-O片層分散均勻，分散尺度及基本上達(dá)到納米級，MMT-O在P

4、P基體中主要以插層形式存在，同時存在少量的剝離結(jié)構(gòu)，蒙脫土的加入提高了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蒙脫土加入量為5％時，蒙脫土的剝離程度最高，復(fù)合材料的拉伸強度、沖擊強度、斷裂伸長率均達(dá)到最大值。加入MMT-O后，提高了PP結(jié)晶度，但對PP熔點影響不大，另外，PP完整的球晶隨MMT的加入逐漸減小和趨于扭曲甚至破碎。
　　 本文第四章主要使用聚醚二元醇(N210)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)制備了聚氨酯預(yù)聚體，加入鈉基蒙脫

5、土母液乳化合成了水性聚氨酯/鈉基蒙脫土(WPUM)復(fù)合乳液。分析了鈉基蒙脫土在水性聚氨酯中的分布情況及其層間距的變化，并討論了鈉基蒙脫土的加入對水性聚氨酯材料結(jié)構(gòu)和性能的影響。SEM、TEM分析知，MMT-Na在復(fù)合材料中分散均勻，但MMT-Na加入量過多時，蒙脫土片層出現(xiàn)團聚現(xiàn)象，MMT-Na在乳液中的分散性變差。由XRD知，復(fù)合材料中鈉基蒙脫土片層有很明顯的增大，當(dāng)1％加入量時，層間距由鈉基蒙脫土的1.28nm增大到1.53nm。另